◎錢勇萍

“工業(yè)4.0”時代，智能工廠的快速發(fā)展，機械制造、電子行業(yè)、汽車行業(yè)等離散型制造企業(yè)已經(jīng)認(rèn)識到實施MES系統(tǒng)（制造執(zhí)行系統(tǒng)），對生產(chǎn)過程的精益化管理和企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理水平提升的重要意義。相比流程型制造行業(yè)，在離散型制造行業(yè)中MES 系統(tǒng)應(yīng)用程度較低。離散型制造業(yè)過往通過ERP 或者M(jìn)RP 系統(tǒng)進(jìn)行企業(yè)管理，但ERP 系統(tǒng)不是萬能的，對于生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)有很多ERP 無法解決的難點。通過MES 系統(tǒng)的實施和應(yīng)用，可以對來自上層管理軟件如ERP 系統(tǒng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、整理，為企業(yè)提供作業(yè)分配、工序調(diào)度、質(zhì)量控制、設(shè)備監(jiān)控、績效統(tǒng)計等功能，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時采集及信息共享，優(yōu)化生產(chǎn)過程管理，降低生產(chǎn)運行成本，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的全面信息化。

一、引言

MES 系統(tǒng)位于企業(yè)上層企業(yè)資源計劃ERP 和底層設(shè)備自動控制系統(tǒng)PCS 之間，是面向車間層的生產(chǎn)管理技術(shù)與實時信息系統(tǒng)。通過MES 實現(xiàn)產(chǎn)品和組件生產(chǎn)數(shù)據(jù)收集與跟蹤，作業(yè)人員管理，生產(chǎn)狀態(tài)實時監(jiān)控與質(zhì)量控制，從而加強ERP 系統(tǒng)計劃的執(zhí)行能力，讓生產(chǎn)指令在車間現(xiàn)場有效執(zhí)行，并實現(xiàn)低成本、可視化管理。

當(dāng)前，國內(nèi)流程型制造業(yè)MES 系統(tǒng)實施有很多成功案例，而離散型MES 系統(tǒng)在軟件產(chǎn)品、應(yīng)用深度和廣度方面與流程行業(yè)相比都有很大差距。筆者曾在離散制造企業(yè)從事多年信息化工作，對離散型制造行業(yè)MES 系統(tǒng)的應(yīng)用有深切體會，并愿意就此拋磚引玉，與國內(nèi)同行共同討論MES系統(tǒng)在離散型制造業(yè)企業(yè)的實施與應(yīng)用。

二、系統(tǒng)實施前狀況

某離散型制造企業(yè)，在實施MES 系統(tǒng)之前具有以下現(xiàn)狀和特點：

1. 原有管理模式采用訂單拉動生產(chǎn)管理模式，為保證對客戶及時供貨，生產(chǎn)管理主要采用按訂單生產(chǎn)和預(yù)投相結(jié)合的生產(chǎn)模式，加工車間按預(yù)測推式投放，裝配車間按訂單拉式生產(chǎn)，生產(chǎn)管理部門無法實時了解生產(chǎn)現(xiàn)場實際工作狀態(tài)。

2.生產(chǎn)的產(chǎn)品具有多品種、小批量特點。產(chǎn)品加工周期長、工藝復(fù)雜，關(guān)鍵零部件的加工周期長達(dá)2 個月，涉及五十多道工序包含熱處理工序，給追蹤車間工位實時物料狀態(tài)帶來諸多困難。

3.生產(chǎn)部門配送要求準(zhǔn)確供貨，因外購件所占比重大，要求各生產(chǎn)部門按裝配計劃準(zhǔn)時配送，始終保持在制產(chǎn)品有一定規(guī)模數(shù)量，根據(jù)市場情況進(jìn)行調(diào)整，工序短原料儲備，工序長在線產(chǎn)品儲備通常按1：3比例儲備，生產(chǎn)現(xiàn)場在制品資金積壓較大。

三、系統(tǒng)實施總體目標(biāo)

通過MES 系統(tǒng)的實施，達(dá)到提升生產(chǎn)運行管理的數(shù)字化、精細(xì)化水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，為企業(yè)提高市場競爭力提供有效支撐，總體目標(biāo)包括以下幾點：

1. 提高生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)和質(zhì)檢數(shù)據(jù)的集成度，實現(xiàn)各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時采集及信息共享，加強對整個生產(chǎn)執(zhí)行過程的監(jiān)督和控制，提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性，降低生產(chǎn)成本，減少質(zhì)量浪費。

2.提高生產(chǎn)管理水平，改善生產(chǎn)管理模式，采用計算機自動生成打印報表方式，替代紙質(zhì)單據(jù)；

3. 通過信息系統(tǒng)之間的集成和共享，摒棄“信息孤島”式的信息化系統(tǒng)。

四、系統(tǒng)功能設(shè)計與實現(xiàn)

1、系統(tǒng)功能設(shè)計

結(jié)合實際生產(chǎn)現(xiàn)狀，系統(tǒng)功能分為四個層級、九個功能模塊。包括基礎(chǔ)應(yīng)用層：基礎(chǔ)信息管理與系統(tǒng)集成、數(shù)據(jù)采集與現(xiàn)場監(jiān)控；業(yè)務(wù)執(zhí)行層：設(shè)備運行監(jiān)控管理、文檔管理、生產(chǎn)跟蹤管理、質(zhì)量控制；業(yè)務(wù)計劃層：作業(yè)計劃管理、生產(chǎn)調(diào)度管理；管理展示層：績效統(tǒng)計與分析。

軟件選型方面，選用GE 的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集軟件CIM 和作業(yè)計劃管理軟件Scheduler 以及工廠建模軟件PA，作為系統(tǒng)功能設(shè)計及實現(xiàn)的軟件。

硬件改造方面，在生產(chǎn)車間現(xiàn)場統(tǒng)一設(shè)置工業(yè)一體機及掃描設(shè)備，并且給車間操作人員統(tǒng)一配備條碼掃描設(shè)備，方便操作工操作，同時在生產(chǎn)現(xiàn)場安放大屏幕顯示器，實現(xiàn)生產(chǎn)進(jìn)度數(shù)據(jù)實時顯示。

2.系統(tǒng)功能實現(xiàn)。

MES 系統(tǒng)實施主要分為四個方面：生產(chǎn)管理與績效分析、作業(yè)計劃、生產(chǎn)調(diào)度與派工、生產(chǎn)執(zhí)行與物料跟蹤。

MES 系統(tǒng)通過Scheduler 軟件從ERP系統(tǒng)獲取生產(chǎn)訂單或手工導(dǎo)入生產(chǎn)訂單，在系統(tǒng)中合并訂單，只記錄該物料的數(shù)量，在系統(tǒng)中查詢該物料的可派數(shù)量、未完工數(shù)、代加工數(shù)、設(shè)備占用狀態(tài)、未派工操作者等信息；班組長根據(jù)系統(tǒng)各種輔助信息進(jìn)行派工，生產(chǎn)現(xiàn)場操作工接到系統(tǒng)派工單，通過掃描槍掃描零件條碼開始具體生產(chǎn)任務(wù)；工序完成后由操作工在系統(tǒng)內(nèi)執(zhí)行報工流程，通過條碼掃描的方式實現(xiàn)各個工序的物料跟蹤；通過以上數(shù)據(jù)的錄入、分析、匯總，使用者能夠?qū)崟r查詢設(shè)備狀態(tài)、工單狀態(tài)、完工情況、在制品狀態(tài)信息，同時還可實現(xiàn)各種報表的匯總統(tǒng)計、績效分析等功能。

五、系統(tǒng)實施效果

1.通過電子觸屏和條碼掃描，降低手工錄入的工作量，提高數(shù)據(jù)獲取準(zhǔn)確性、按照BOM 結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對主重要件的防錯裝、防漏裝提醒報警功能；實現(xiàn)了主要產(chǎn)品零部件在生產(chǎn)現(xiàn)場的實時跟蹤，并通過與ERP系統(tǒng)集成，自動獲取生產(chǎn)訂單和BOM 信息，將生產(chǎn)現(xiàn)場的完工信息上傳給ERP，便于后期工時匯總；系統(tǒng)同時實現(xiàn)工序在制品信息記錄、工序質(zhì)量檢驗信息，便于后期質(zhì)量追溯。

2.生產(chǎn)管理部門可以通過系統(tǒng)實時查看現(xiàn)場生產(chǎn)情況，包括關(guān)鍵工序在制情況，并根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)信息，預(yù)判計劃的完成情況，為下達(dá)計劃提供參考。

3.通過工序?qū)崟r報工，及時獲取現(xiàn)場生產(chǎn)信息，實時統(tǒng)計關(guān)鍵工序在制品庫存信息；通過大屏幕及時展示生產(chǎn)在制品信息、現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)統(tǒng)計為生產(chǎn)決策提供實時數(shù)據(jù)。

六、總結(jié)

MES 系統(tǒng)的成功實施，離不開企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持，應(yīng)根據(jù)企業(yè)自身情況進(jìn)行合理規(guī)劃，路線清晰、目標(biāo)明確、政令統(tǒng)一，由簡入繁、由易入難，先試點后擴展，初期切不可去嘗試難啃的“硬骨頭”。實施過程肯定會遇到諸多困難，一定要堅持業(yè)務(wù)主導(dǎo)思想，遇到技術(shù)層面爭論問題，公司高層的頂層設(shè)計和清晰導(dǎo)向非常關(guān)鍵，要引導(dǎo)全員樹立正確的工作目標(biāo)，并對項目實施團(tuán)隊進(jìn)行充分授權(quán)和提供強有力的資源支持。

總之，精細(xì)化管理是企業(yè)管理水平提升的必然選擇，通過MES 系統(tǒng)的成功實施，滿足了離散型制造業(yè)企業(yè)對生產(chǎn)過程精細(xì)化管理的需求，實現(xiàn)車間無紙化生產(chǎn)，能夠較好地支持車間生產(chǎn)現(xiàn)場對任務(wù)的快速響應(yīng)和優(yōu)化組織，提高了生產(chǎn)效率；同時實現(xiàn)了生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時采集及信息共享，優(yōu)化生產(chǎn)過程管理，降低生產(chǎn)運行成本，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的全面信息化，并且提高了管理人員的決策能力及全局分析能力，為企業(yè)提高市場競爭力提供有效支撐。